實木地板如何選擇干燥設(shè)備
實木地板通常采用硬闊葉樹材,中、高檔實木地板主要采用優(yōu)質(zhì)進口材。比較合理的生產(chǎn)方式是先將原木在產(chǎn)地加工成地板坯半成品,并進行板端蠟封,以防止端裂,然后銷往地板加工廠進行人工干燥后,再加工為成品地板。
人工干燥是確保實木地板質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。干燥的目的主要是使木地板形體穩(wěn)定,使其在以后的使用過程中不再發(fā)生收縮、濕脹和變形,同時也提高實木地板的加工性能、使用性能和耐久性能。干燥質(zhì)量的關(guān)鍵是終含水率必須達到略低于使用環(huán)境的平衡含水率。在我國南方約為10%~12%,北方約為8%~10%,西北地區(qū)約為6%~8%,而且必須干透,并確保不翹、不裂和干燥應(yīng)力基本解除。
干燥質(zhì)量和干燥成本在一般情況下是互相制約的,但若有合理的干燥設(shè)備、合理的干燥工藝和正確的操作,則可在確保干燥質(zhì)量的同時,也最大限度地降低投資費用和干燥成本。 由于木材干燥方法和干燥設(shè)備種類頗多,市售產(chǎn)品又良莠不齊,為幫助木地板企業(yè)合理選購干燥設(shè)備,特撰寫此文供讀者參考。
1 常用木材干燥方法及其適用條件
常用的木材干燥方法有:蒸汽加熱常規(guī)干燥,爐氣加熱常規(guī)干燥,熱風(fēng)干燥,除濕干燥,真空干燥,以及近年來流行的熱水與高溫水循環(huán)加熱的常規(guī)干燥等。必須根據(jù)實木地板的干燥特點和要求,以及企業(yè)的規(guī)模和條件等,選擇合適的干燥方法。
1.1 蒸汽加熱常規(guī)干燥
該法是用表壓力P≤0.4MPa 的飽和水蒸汽,通過加熱器加熱干燥窯內(nèi)循環(huán)空氣干燥介質(zhì)來干燥木材的傳統(tǒng)干燥方法。其優(yōu)點是工藝參數(shù)容易控制,干燥質(zhì)量一般較好;溫、濕度可調(diào)控范圍較寬,可干燥各種用材;并可集中供熱,應(yīng)用比較普遍。缺點是需要蒸汽鍋爐,投資費用較高;并主要利用蒸汽的汽化潛熱,冷凝水因回收麻煩,往往未予利用而造成浪費和增加成本。主要適用于生產(chǎn)規(guī)模較大或有現(xiàn)成的蒸汽可供使用的企業(yè),尤其適用于干燥針葉材和軟闊葉材或薄板等易干材種。對于中、小型木地板企業(yè),因該法需昂貴的蒸汽鍋爐而不甚適用。
1.2 爐氣加熱常規(guī)干燥
這是用燃燒廢木料直接或間接加熱的木材常規(guī)干燥方法。
直接加熱的爐氣干燥會熏黑木材并易失火,故幾乎已不采用。
間接加熱的爐氣干燥有多種方式:①簡易火炕式:爐灶和爐氣管道布置在火炕房地下,材堆置于火炕房內(nèi),靠熱濕氣流自然循環(huán)干燥。這是比較原始的土法干燥,常會把木材烘壞或發(fā)生火災(zāi)。建議不用。②小型火爐烘箱式:這是在一個類似于集裝箱的金屬殼體內(nèi)的一側(cè),裝有木廢料燃燒爐及其爐氣管道和簡易風(fēng)扇的小型干燥器,可裝木料2~5 m3。該法干燥也同樣存在安全隱患,容易烤壞木材或發(fā)生火災(zāi),并因其氣流循環(huán)不合理,干燥不均勻。建議不用。③現(xiàn)代爐氣間接加熱干燥窯:窯內(nèi)有設(shè)計和布置合理的爐氣加熱管組,其他配置與一般干燥窯相同。如屬專家設(shè)計的這種窯,安全性和可靠性是有保證的。這類窯的專用燃燒爐可設(shè)在窯外,也可設(shè)在窯內(nèi),前者相對更安全,但費用和熱損失也相對較高。
爐氣加熱常規(guī)干燥因不需要蒸汽鍋爐,并利用木廢料能源,投資費用低、干燥成本低。但因溫、濕度難以調(diào)節(jié)控制,干燥質(zhì)量不易保證。若干燥窯設(shè)計不好,還易烘壞木材和發(fā)生火災(zāi)。對于中、高檔實木地板,這種干燥方法應(yīng)慎用。
1.3 熱風(fēng)干燥
用于加熱的熱風(fēng)爐設(shè)在窯外,由進、回氣管道與干燥窯相連??諝飧稍锝橘|(zhì)經(jīng)回風(fēng)管導(dǎo)入窯外熱風(fēng)爐加熱后,再由鼓風(fēng)機送回窯內(nèi),是一種氣流雙循環(huán)的常規(guī)干燥。該法的缺點是熱能利用率低;動力消耗大;窯內(nèi)溫、濕度場分布不均,工藝參數(shù)不易調(diào)控,干燥速度慢且不均勻;回風(fēng)管道及鼓風(fēng)機易腐蝕;干燥窯容量小,單位產(chǎn)量的比造價高等。
1.4 除濕干燥
是用除濕機(或稱為熱泵)將窯內(nèi)的空氣干燥介質(zhì)逐漸除濕并適當加熱來進行干燥木材的方法。除濕機只能在設(shè)定的溫度范圍工作,才有除濕效果。普通除濕干燥機的工作溫度不超過55 ℃,中溫除濕干燥機的工作溫度也不超過65 ℃。該法的優(yōu)點是使用電能沒有污染;容易操作,干燥質(zhì)量一般較好。缺點是使用電能干燥成本高;干燥時間長,生產(chǎn)率低;除濕機易發(fā)生故障,維修費用高,使用壽命短;沒有調(diào)濕裝置,不能消除干燥應(yīng)力等。由于其干燥動力主要靠降低干燥介質(zhì)的相對濕度而不是提高溫度,故在高含水率階段或干燥易干樹種時作用較明顯,而在低含中水率階段或干燥難干樹種時作用則不明顯。然而,用該法干燥易干樹種或當含水率較高時,又嫌干燥太慢,有時會導(dǎo)致木材長霉。建議木地板企業(yè)不宜采用,除非產(chǎn)量很低且對環(huán)保有特殊要求。
1.5 真空干燥
被干木材置于密封的容器內(nèi),經(jīng)預(yù)熱后抽出容器內(nèi)的空氣,使木材在一定負壓條件下干燥。該法干燥較快,干燥質(zhì)量不易保證;干燥器裝載量小,設(shè)備又較復(fù)雜,投資費用高;使用電能,干燥成本高。只有對少量難干材,當用常規(guī)干燥嫌時間太長時,采用真空干燥才是可行的。一般的木地板企業(yè)建議不用。
1.6 熱水或高溫水循環(huán)加熱的常規(guī)干燥
該方法是作者于1996~1997年率先研制開發(fā),現(xiàn)已成為國內(nèi)相當流行的木材干燥方法,尤其適用于中、小型企業(yè)干燥硬闊葉材。熱水循環(huán)加熱采用經(jīng)改進的與干燥窯匹配的熱管常壓汽、水鍋爐,可燃燒木屑、刨花或塊狀木廢料等加工剩余物。以t=95~100℃的熱水作為載熱體循環(huán)加熱,合理設(shè)計的加熱系統(tǒng)可使干燥溫度達到70~75℃。這正是硬闊葉材合適的干燥溫度范圍。而p=0~0.04MPa 的常壓蒸汽可滿足調(diào)濕處理的工藝需求。采用溫、濕度半自動控制和含水率自動檢測。熱水的熱含量高,溫度穩(wěn)定,工藝過程易控制,干燥質(zhì)量有保證。常壓熱水鍋爐造價低,安全可靠,操作容易。熱水循環(huán)加熱,既節(jié)約用水又全部回收熱水余熱,并可簡化軟水處理設(shè)備。采用木廢料能源,既廢物利用,大大降低干燥成本,又大大減輕環(huán)境污染。總之,該法具有蒸汽加熱和爐氣加熱兩者的優(yōu)點,同時又摒棄兩者的缺點,是實木地板和家具用材最理想的干燥方法,尤其適合中小型企業(yè)。
高溫水循環(huán)加熱采用B級的燃木廢料熱管熱水鍋爐,熱水循環(huán)系統(tǒng)在表壓P=0.3MPa 的壓力下運行,并控制水溫t≤115℃,可使窯內(nèi)干燥溫度達95℃,適合干燥針葉材和軟闊葉材。該法的關(guān)鍵在于系統(tǒng)的保壓措施,必須確保熱水的飽和溫度比實際溫度大30℃左右,以免循環(huán)熱水泵發(fā)生汽蝕。
2 如何選擇干燥窯的類型
木材干燥窯的類型主要有上風(fēng)機型、端風(fēng)機型和側(cè)風(fēng)機型。窯型不同,其結(jié)構(gòu)特點和適用條件也不盡相同。
2.1 上風(fēng)機型干燥窯
風(fēng)機和加熱與調(diào)濕設(shè)備均布置在窯內(nèi)上方。如設(shè)備橫向排列,氣流縱向一上下可逆循環(huán),則為叉車裝窯式的上風(fēng)機型窯,材堆橫裝,適用于木料長度均一且不超過3m的整邊材干燥。若木料太長或長短不一的毛邊板,應(yīng)選用設(shè)備縱向排列,氣流橫向--上下可逆循環(huán)的軌車裝窯式上風(fēng)機型窯,材堆裝在軌車上縱向裝窯。上風(fēng)機型窯氣流循環(huán)效果好,干燥比較均勻,是應(yīng)用最廣泛的窯型。叉車裝窯式窯的裝載量通常為50m3~100 m3,窯太大會使木料干燥不均勻。軌車裝窯式窯的裝載量可為80 m3~ 200m3,取決于窯的長度。對于實木地板坯的干燥,因木料較短,材堆較小,選擇裝載量60 m3左右的叉車裝窯式上風(fēng)機型窯較合理,可確保較好的干燥效果和經(jīng)濟效果。
2.2端風(fēng)機型干燥窯
通風(fēng)設(shè)備及加熱與調(diào)濕設(shè)備裝在窯的后端,氣流前后-橫向可逆循環(huán)。用這種窯干燥實木地板坯,可采用叉車裝窯,但木料的縱向必須與窯的縱向一致。該型窯干燥間的長度不應(yīng)超過6m。裝載量可為30 m3~70 m3。與上風(fēng)機型窯比較,該窯結(jié)構(gòu)簡單、維修方便,但占地面積較大,干燥均勻性較差,適用于規(guī)模較小的企業(yè)。
2.3 側(cè)風(fēng)機型窯。
風(fēng)機及加熱、調(diào)濕設(shè)備裝在窯的側(cè)邊,氣流上下-橫向單向循環(huán)或前后-橫向單向循環(huán),木料縱向裝窯。該型窯的缺點是干燥不均勻,能量利用率低及占地面積大等。該型窯生產(chǎn)上已較少采用,但可設(shè)計成小型實驗窯。建議不用。
3 選購干燥設(shè)備應(yīng)注意的其他事項
3.1 應(yīng)重視品牌、信譽和服務(wù)
木材干燥設(shè)備是實木地板生產(chǎn)的主要設(shè)備之一,其好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本。與其他商品一樣,木材干燥設(shè)備也有不少假冒偽劣產(chǎn)品。目前的干燥設(shè)備市場是大小公司和家庭作坊、夫妻店并存。有些干燥設(shè)備供應(yīng)商對木材干燥技術(shù)一竅不通,他們只會依樣畫葫蘆地仿別人的產(chǎn)品,卻不知道其結(jié)構(gòu)原理和關(guān)鍵技術(shù),又偷工減料粗制濫造,使設(shè)備使用性能沒有保障,并存在安全隱患,更不能提供合理的干燥工藝、良好的技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)咨詢和售后服務(wù)。而要確保干燥質(zhì)量,避免或減少降等損失,并降低干燥成本,除了要有良好的干燥設(shè)備外,還要有合理的干燥工藝和正確的操作。因此,應(yīng)選擇擁有木材干燥專家參與、具有研制開發(fā)能力、信譽好、服務(wù)好的專業(yè)公司的品牌設(shè)備。
3.2 注意設(shè)備配置及性能質(zhì)量
干燥窯的價格與其他設(shè)備配置及性能質(zhì)量直接相關(guān)。
應(yīng)著重注意以下幾個問題:
(1)應(yīng)采用精密鑄造的扭曲機翼形葉片的可逆鑄鋁風(fēng)機,配H級絕緣的耐高溫電機,風(fēng)機的性能參數(shù)和數(shù)量應(yīng)使通過材堆氣流速度計算值不低于2m/s。氣流穿過的材堆總寬度不應(yīng)超過5m。
(2)加熱器應(yīng)采用軋片式的雙金屬翅片管,最好用銅鋁復(fù)合翅片管。加熱系統(tǒng)的配置應(yīng)使干燥溫度滿足工藝要求:熱水加熱的干燥溫度應(yīng)至少可達70℃,高溫水加熱應(yīng)至少達90℃,蒸汽加熱應(yīng)可達100℃。管路系統(tǒng)在不工作時應(yīng)不積水。鍋爐應(yīng)有安全許可證,并有除塵、除垢措施,燒木屑的鍋爐應(yīng)有防止爐排過熱的措施,防止漏落爐底的木屑將爐排燒壞。
(3)噴蒸系統(tǒng)不積水,噴蒸管分布均勻,進、排氣裝置應(yīng)有氣密措施,能確保降濕和保濕靈敏、均勻、可靠。
(4)干燥窯應(yīng)能確保氣密、保溫、而腐蝕和抗開裂,不能用鋼材或彩鋼板或鍍鋅板做窯內(nèi)設(shè)備,如吊頂、內(nèi)壁、窯門或進排氣裝置等。不能用聚苯乙稀復(fù)合彩板做窯門或窯體。
(5)窯內(nèi)溫、濕度和木材含水率的監(jiān)測控制應(yīng)靈敏可靠,電氣及干燥工藝控制系統(tǒng)及各執(zhí)行器必須設(shè)計合理和可靠、耐用。窯用所有導(dǎo)線均用耐高溫電線。
3.3 干燥窯數(shù)量的確定
選定了干燥窯以后,可按下式估算所需干燥窯數(shù)量:
干燥窯數(shù)量= 干燥周期*月產(chǎn)量(m³)
30*每座窯實裝材積(m³)
實木地板坯的干燥時間隨樹種和初含水率而異,約為6~12天,可取平均9天,裝、卸窯的輔助時間為1天,即干燥周期平均約為10天。
干燥窯的實裝材積,必須將標準材料的實裝材積換算成地板坯的實裝材積。若干燥窯的實裝材積是按5cm厚整邊板計算的,對于2.2cm厚的地板坯采用2.5cm厚的隔條時,實裝材積的修正系數(shù)為(2.2+2.5)÷(5+2.5)=0.63。
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